DE112020002100T5

DE112020002100T5 - Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112020002100T5
Application number: DE112020002100.9T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Omori
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2022-01-13
Also published as: WO2020217975A1; CN113727900A; JP7251294B2; US20220203976A1; JP2020179780A; CN113727900B

Abstract

Eine Fahrsteuerungseinrichtung 100 ist eine Einrichtung, die eine Abweichung eines Fahrzeugs von einem Sollweg durch Antreiben von Stellgliedern 32, 42 und 52 eliminiert, wenn das Fahrzeug von dem Sollweg abweicht. Die Fahrsteuerungseinrichtung 100 umfasst eine Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13, die einen Bewegungsbereich, der ein Bereich ist, den das Fahrzeug durch Antreiben der Stellglieder 32, 42 und 52 erreichen kann, basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeug herleitet, eine Solleinstellungseinheit 14, die einen Punkt, der in dem Bewegungsbereich auf dem Sollweg umfasst ist, als eine Sollposition einstellt, und eine Anweisungseinheit 22, die die Stellglieder 32, 42 und 52 anweist, um das Fahrzeug in Richtung der Sollposition zu fahren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Patentliteratur 1 beschreibt ein Beispiel einer Fahrsteuerungseinrichtung, die ein Fahrzeug veranlasst, zu fahren, wobei es einer eingestellten Solltrajektorie folgt. Wenn eine Störung auf das Fahrzeug einwirkt, das einer Solltrajektorie folgt, könnte das Fahrzeug von der Solltrajektorie abweichen. Beispiel der „Einwirkung einer Störung“ wie hierin verwendet, umfassen einen Fall, in dem das Fahrzeug einen Seitenwind empfängt, und einen Fall, in dem das Fahrzeug eine Spurrille auf einer Straßenoberfläche überfährt.
In einem Fall, in dem das Fahrzeug von der Solltrajektorie abweicht, stellt die in Patentliteratur 1 beschriebene Einrichtung einen Punkt, der zu der momentanen Position des Fahrzeugs am nächsten ist, als eine Sollposition ein, unter einer Vielzahl von Punkten auf der Solltrajektorie vor der momentanen Position. Die Fahrt des Fahrzeugs wird dann gesteuert, sodass das Fahrzeug zu der Sollposition geführt wird.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2018-131042 A
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEME
Wie vorstehend beschrieben, in einem Fall, in dem der Punkt, der zu der momentanen Position eines Fahrzeugs am nächsten ist, unter einer Vielzahl von Punkten auf einer Solltrajektorie als eine Sollposition eingestellt wird, könnte es erforderlich sein, dass das Fahrzeug außerhalb des beweglichen Bereichs des Fahrzeugs fährt, wenn die momentane Position des Fahrzeugs zu nahe an der Sollposition ist.
LÖSUNGEN DER PROBLEME
Eine Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug, die das vorstehende Problem löst, ist eine Einrichtung, die eine Abweichung eines Fahrzeugs von einem Sollweg durch Antreiben eines Stellglieds des Fahrzeugs eliminiert, wenn das Fahrzeug von dem Sollweg abweicht. Die Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine Bewegungsbereichsherleitungseinheit, die einen Bewegungsbereich bzw. beweglichen Bereich herleitet, der ein Bereich ist, dem das Fahrzeug durch Antreiben des Stellglieds basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs erreichen kann, eine Solleinstellungseinheit, die einen Punkt, der in dem Bewegungsbereich des Sollwegs umfasst ist, als eine Sollposition einstellt, und eine Anweisungseinheit, die das Stellglied anweist, das Fahrzeug zu der Sollposition zu fahren.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird auf dem Sollweg ein Punkt, den das Fahrzeug durch Antreiben des Stellglieds erreichen kann, als die Sollposition eingestellt. Das heißt, es ist möglich, zu verhindern, dass ein Punkt, den das Fahrzeug nicht erreichen kann, auch wenn das Stellglied maximal angetrieben wird, als die Sollposition eingestellt wird. Deshalb ist es möglich, zu verhindern, dass das Fahrzeug aufgefordert wird, jenseits des Bewegungsbereichs des Fahrzeugs zu fahren.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs mit einer Fahrsteuerungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
2 (a) und 2 (b) sind schematische Diagramme, die ein Beispiel eines Bewegungsbereichs eines Fahrzeugs darstellen.
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Bewegungsbereichs des Fahrzeugs darstellt.
4 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Prozessroutine, die zur Zeit des Herleitens eines Bewegungsbereichs durchgeführt wird.
5 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem eine Sollposition basierend auf einem Sollweg und einem Bewegungsbereich eingestellt wird.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrsteuerungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Bewegungsbereichs eines Fahrzeugs in einer Modifikation darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, werden Informationen von einer Umgebungsüberwachungseinrichtung 111 und einer Navigationseinrichtung 112 in eine Fahrsteuerungseinrichtung 100 eingegeben. Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren 121, 122, 123 und 124, die die Bewegungsgröße bzw. das Moment bzw. den Impuls eines Fahrzeugs erfassen, werden in die Fahrsteuerungseinrichtung 100 eingegeben.
Die Umgebungsüberwachungseinrichtung 111 umfasst zum Beispiel eine Bildaufnahmeeinrichtung, wie etwa eine Kamera und ein Radar. Die Umgebungsüberwachungseinrichtung 111 beschafft Hindernisinformationen, die Informationen bezüglich der Größe und Position eines Hindernisses sind, das um das Fahrzeug herum vorhanden ist. Das Hindernis betrifft hierin ein Hindernis, mit einer Größe, die eine Vermeidung eines Kontakts mit dem Fahrzeug erfordert. Beispiele von solch einem Hindernis umfassen andere Fahrzeuge, Fußgänger, Leitplanken, und Wände. Die Umgebungsüberwachungseinrichtung 111 überträgt dann die beschafften Hindernisinformationen an die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100.
Die Navigationseinrichtung 112 überträgt Karteninformationen, die Informationen bezüglich einer Karte eines Bereichs, in dem das Fahrzeug fährt, sind, und Fahrzeugpositionsinformationen, die Informationen zum Spezifizieren der Position des Fahrzeugs auf der Karte sind, an die Fahrsteuerungseinrichtung 100. Die Navigationseinrichtung 112 kann hier eine fahrzeugseitige Navigationseinrichtung, ein Server, der außerhalb des Fahrzeugs installiert ist, oder ein Mobilendgerät sein, das einem Insassen des Fahrzeugs gehört, solange die Einrichtung die Karteninformationen und die Fahrzeugpositionsinformationen an die Fahrsteuerungseinrichtung 100 übertragen kann.
Beispiele der verschiedenen Sensoren umfassen einen Gierratensensor 121, einen Längsbeschleunigungssensor 122, einen Querbeschleunigungssensor 123, und einen Raddrehzahlsensor 124. Der Gierratensensor 121 erfasst eine Gierrate Yr des Fahrzeugs als die Bewegungsgröße bzw. das Moment bzw. den Impuls des Fahrzeugs und gibt ein Signal entsprechend der Gierrate Yr als ein Erfassungssignal aus. Der Längsbeschleunigungssensor 122 erfasst eine Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs als die Bewegungsgröße bzw. das Moment bzw. den Impuls des Fahrzeugs und gibt ein Signal entsprechend der Längsbeschleunigung Gx als ein Erfassungssignal aus. Der Querbeschleunigungssensor 123 erfasst eine Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs als die Bewegungsgröße bzw. das Moment bzw. den Impuls des Fahrzeugs und gibt ein Signal entsprechend der Querbeschleunigung Gy als ein Erfassungssignal aus. Der Raddrehzahlsensor 124 ist für jedes Rad des Fahrzeugs bereitgestellt. Der Raddrehzahlsensor 124 erfasst eine Raddrehzahl VW des entsprechenden Rades als die Bewegungsgröße bzw. das Moment bzw. den Impuls des Fahrzeugs und gibt ein Signal entsprechend der Raddrehzahl VW als ein Erfassungssignal aus. Die Fahrsteuerungseinrichtung 100 leitet dann eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit VS des Fahrzeugs basierend auf der Raddrehzahl VW von jedem Rad her.
Die Fahrsteuerungseinrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst eine Fahrplanerzeugungs-ECU 10 als eine erste elektronische Steuerungseinrichtung und eine Fahrsteuerungs-ECU 20 als eine zweite elektronische Steuerungseinrichtung. „ECU“ ist eine Abkürzung für „Electronic Control Unit“ (Elektronische Steuerungseinrichtung). Die ECUs 10 und 20 können verschiedene Arten von Informationen aneinander übertragen und voneinander empfangen. Informationen werden von der Umgebungsüberwachungseinrichtung 111 und der Navigationseinrichtung 112 in die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 eingegeben. Erfassungssignale von den verschiedenen Sensoren 121 bis 124 werden in die Fahrsteuerungs-ECU 20 eingegeben.
Wie später detailliert erklärt werden wird, erzeugt die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 einen Index eines Fahrwegs des Fahrzeugs in einem Fall, in dem das Fahrzeug autonom angetrieben wird, als einen Fahrweg TTL basierend auf den eingegebenen Informationen und überträgt einen Punkt auf dem erzeugten Fahrweg TTL als eine Sollposition bzw. Zielposition PTr an die Fahrsteuerungs-ECU 20. Die Fahrsteuerungs-ECU 20 treibt dann verschiedene fahrzeugseitige Stellglieder 32, 42 und 52 basierend auf Erfassungssignalen von den verschiedenen Sensoren 121 bis 124 und verschiedenen Arten von Informationen, die von der Fahrplanerzeugungs-ECU 10 übertragen werden, an. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Fahrsteuerungs-ECU 20 ebenso eine Funktion des Steuerns des Bremsstellglieds 32 unter den verschiedenen Stellgliedern 32, 42 und 52 auf. Weiterhin kann die Fahrsteuerungs-ECU 20 mit einer Antriebssteuerungseinheit 41 einer Antriebseinrichtung 40 in dem Fahrzeug und einer Lenksteuerungseinheit 51 einer Lenkeinrichtung 50 in dem Fahrzeug kommunizieren.
Die Antriebseinrichtung 40 umfasst die Leistungseinheit 42 unter den verschiedenen Stellgliedern 32, 42 und 52. Die Leistungseinheit 42 umfasst eine Leistungsquelle eines Fahrzeugs, wie etwa eine Maschine oder einen Elektromotor. Die Leistungseinheit 42 wird durch die Antriebssteuerungseinheit 41 gesteuert. Das heißt, die Fahrsteuerungs-ECU 20 kann die Leistungseinheit 42 antreiben, das heißt, kann die Antriebskraft des Fahrzeugs durch Anweisen der Antriebssteuerungseinheit 41, die Leistungseinheit 42 anzutreiben, anpassen.
Die Lenkeinrichtung 50 umfasst das Lenkstellglied 52 unter den verschiedenen Stellgliedern 32, 42 und 52 und ein Antreiben des Lenkstellglieds 52 wird durch die Lenksteuerungseinheit 51 gesteuert. Das heißt, die Antriebssteuerungs-ECU 20 kann das Lenkstellglied 52 antreiben, das heißt, kann den Lenkwinkel der Räder durch Anweisen der Lenksteuerungseinheit 51, das Lenkstellglied 52 anzutreiben, anpassen.
Als nächstes wird eine funktionale Konfiguration der Fahrplanerzeugungs-ECU 10 beschrieben.
Die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 umfasst, als funktionelle Einheiten, eine Fahrwegerzeugungseinheit 11, eine Zustandsschätzeinheit 12, eine Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 und eine Solleinstellungseinheit 14.
Die Sollwegerzeugungseinheit 11 erzeugt den Sollweg bzw. Zielweg TTL. In einem Fall, in dem das Fahrzeug veranlasst wird, auf einer Fahrspur zu fahren, erzeugt die Sollwegerzeugungseinheit 11 zum Beispiel einen Weg, auf dem das Fahrzeug die Mitte der Fahrspur in der Breitenrichtung durchfährt, als den Sollweg TTL. In einem Fall, in dem ein Hindernis vor dem Fahrzeug vorhanden ist, erzeugt die Sollwegerzeugungseinheit 11 einen Weg zum Umfahren des Hindernisses als den Sollweg TTL.
Die Zustandsschätzeinheit 12 empfängt Informationen bezüglich des Bewegungszustands des Fahrzeugs, der durch die Fahrsteuerungs-ECU 20 erfasst wird, um den Fahrzustand des Fahrzeugs und den Zustand einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, zu schätzen. Beispiele von Informationen bezüglich des Fahrzustandes des Fahrzeugs umfassen die Bewegungsgröße des Fahrzeugs, wie etwa die Gierrate Yr, die Querbeschleunigung Gy, die Längsbeschleunigung Gx und die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit VS des Fahrzeugs. Diese Bewegungsgrößen geben den Fahrzustand des Fahrzeugs als ein Ergebnis des Antreibens der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 an. Die Zustandsschätzeinheit 12 schätzt als den Fahrzustand des Fahrzeugs zum Beispiel, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, ob das Fahrzeug nach links oder rechts abbiegt bzw. eine Linkskurve oder Rechtskurve macht, in einem Fall, in dem das Fahrzeug abbiegt, bzw. eine Kurve macht, oder nicht, und ob es ein Rad gibt, bei dem ein Schlupf von einem vorbestimmten Grad oder mehr aufgetreten ist oder nicht. Zusätzlich schätzt die Zustandsschätzeinheit 12 zum Beispiel den µ-Wert und einen Gradienten einer Straßenoberfläche als den Zustand der Straßenoberfläche.
Des Weiteren beschafft die Zustandsschätzeinheit 12 den Antriebszustand der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 basierend auf den Informationen, die von der Fahrsteuerungs-ECU 20 empfangen werden. Die Zustandsschätzeinheit 12 beschafft einen Antriebsbetrag DBP des Bremsstellglieds 32, einen Antriebsbetrag DPU der Leistungseinheit 42 und einen Antriebsbetrag DST des Lenkstellglieds 52 als den Antriebszustand.
Die Bewegungsbereichsherleitungseinheit leitet einen Bewegungsbereich RT her, der ein Bereich ist, den das Fahrzeug durch Antreiben der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 erreichen kann. Das heißt, die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 leitet den Bewegungsbereich RT basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs und dem Zustand der Straßenoberfläche, die durch die Zustandsschätzeinheit 12 geschätzt werden, den Fahrzustand der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52, die durch die Zustandsschätzeinheit 12 beschafft werden, und einem Index Z bezüglich des durch den Insassen des Fahrzeugs gefühlten Fahrkomfort her. Ein Prozess des Herleitens des Bewegungsbereichs RT wird später beschrieben.
Wenn sich die Bewegungsgröße des Fahrzeugs, wie etwa die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs erhöht, oder sich ein Ruck, der ebenso die Änderungsrate der Bewegungsgröße ist, erhöht, tendiert der Insasse des Fahrzeugs dazu, sich unwohl zu fühlen. Folglich entspricht der Index Z einem numerischen Wert der Unannehmlichkeit, die der Insasse beim Ausführen der Fahrsteuerung des Fahrzeugs, um zu veranlassen, dass das Fahrzeug dem Sollweg TTL folgt, fühlt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Index Z im Voraus eingestellt.
Die Solleinstellungseinheit 14 bestimmt, ob das Fahrzeug von dem Sollweg TTL, der durch die Sollwegerzeugungseinheit 11 erzeugt ist, abweicht oder nicht. Zum Beispiel leitet die Solleinstellungseinheit 14 den Betrag einer Abweichung des Fahrzeugs von dem Sollweg TTL basierend auf den Fahrzeugpositionsinformationen her. In diesem Fall kann die kürzeste Entfernung zwischen dem Sollweg TTL und der momentanen Position des Fahrzeugs als der Betrag der Abweichung des Fahrzeugs von dem Sollweg TL hergeleitet werden. Die Solleinstellungseinheit 14 bestimmt nicht, dass das Fahrzeug von dem Sollweg TTL abweicht, wenn der hergeleitete Betrag einer Abweichung kleiner als ein Abweichungsbetrag für eine Bestimmung ist, und bestimmt, dass das Fahrzeug von dem Sollweg TTL abweicht, wenn der Abweichungsbetrag größer oder gleich dem Abweichungsbetrag für eine Bestimmung ist.
Wenn die Solleinstellungseinheit 14 nicht bestimmt, dass das Fahrzeug von dem Sollweg TTL abweicht, stellt die Solleinstellungseinheit 14 einen Punkt als die Sollposition PTr ein, der dem Fahrzeug am nächsten ist, unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL vor der momentanen Position des Fahrzeugs.
Andererseits, wenn die Solleinstellungseinheit 14 bestimmt, dass das Fahrzeug von dem Sollweg TTL abweicht, stellt die Solleinstellungseinheit 14 als die Sollposition PTr einen Punkt ein, der in dem beweglichen Bereich RT umfasst ist, der durch die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 hergeleitet wird, unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL vor der momentanen Position des Fahrzeugs.
Es sei angemerkt, dass die Solleinstellungseinheit 14 ebenso einen Sollhaltungswinkel bzw. Zielhaltungswinkel θTgt einstellt, der ein Ziel bzw. Sollwert des Haltungswinkels des Fahrzeugs ist, wenn das Fahrzeug die Sollposition PTr erreicht. Der „Haltungswinkel θ“, wie hierin verwendet, ist ein Winkel, der durch die Längsrichtung des Fahrzeugs in dem aktuellen Moment und der Längsrichtung des Fahrzeugs zu der Zeit, wenn das Fahrzeug die Sollposition PTr erreicht, gebildet wird. Ein Prozess des Einstellens der Sollposition PTr und des Sollhaltungswinkels θTgt in einem Fall, in dem bestimmt ist, dass das Fahrzeug von dem Sollweg TTL abweicht, wird später beschrieben.
Wenn die Solleinstellungseinheit 14 die Sollposition PTr und den Sollhaltungswinkel θTgt einstellt, überträgt die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 die Sollposition PTr und den Sollhaltungswinkel θTgt an die Fahrsteuerungs-ECU 20.
Als nächstes wird eine funktionale Konfiguration der Fahrsteuerungs-ECU 20 beschrieben.
Die Fahrsteuerungs-ECU 20 umfasst als funktionale Einheiten eine Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21, eine Anweisungseinheit 22 und eine Bremssteuerungseinheit 23.
Die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 leitet eine Route, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu der Sollposition PTr, die von der Fahrplanerzeugungs-ECU 10 empfangen wird, zu fahren, als eine Sollfahrroute bzw. Zielfahrroute TTR her. Ein Prozess des Herleitens der Sollfahrroute TTR wird später beschrieben. Die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 leitet Steuerungsbeträge DBPc, DPUc und DSTc der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 her, um das Fahrzeug zu veranlassen, auf der hergeleiteten Sollfahrroute TTR zu fahren. Gleichzeitig leitet die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 die Steuerungsbeträge DBPc, DPUc und DSTc der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 angesichts des Sollhaltungswinkels θTgt her.
Es sei angemerkt, dass die hergeleiteten Steuerungsbeträge DBPc, DPUc und DSTc der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 an die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 übertragen werden. Die Zustandsschätzeinheit 12 der Fahrplanerzeugungs-ECU 10 beschafft die Steuerungsbeträge DBPc, DPUc und DSTc als die Antriebsbeträge DBP, DPU und DST der Stellglieder 32, 42 und 52.
Die Anweisungseinheit 22 weist die verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 an, das Fahrzeug zu der Sollposition PTr zu fahren. Das heißt, die Anweisungseinheit 22 weist die Bremssteuerungseinheit 23 an, das Bremsstellglied 32 mit dem Steuerungsbetrag DBPc des Bremsstellglieds 32, der durch die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 hergeleitet wird, anzutreiben. Weiterhin weist die Anweisungseinheit 22 die Antriebssteuerungseinheit 41 an, die Leistungseinheit 42 mit dem Steuerungsbetrag DPUc der Leistungseinheit 42, der durch die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 hergeleitet wird, anzutreiben. Die Anweisungseinheit 22 weist die Lenksteuerungseinheit 51 an, das Lenkstellglied 52 mit dem Steuerungsbetrag DSTc des Lenkstellglieds 52, der durch die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 hergeleitet wird, anzutreiben.
Die Bremssteuerungseinheit 23 steuert das Bremsstellglied 32 basierend auf dem Steuerungsbetrag DBPc, der durch die Anweisungseinheit 22 hergeleitet wird. Das heißt, ein Anweisen der Bremssteuerungseinheit 23, um das Bremsstellglied 32 mit dem Steuerungsbetrag DBPc, der durch die Anweisungseinheit 22 hergeleitet wird, anzutreiben, entspricht einem Anweisen des Bremsstellglieds 32, das Fahrzeug in Richtung der Sollposition PTr zu fahren.
Es sei angemerkt, dass, wenn der Steuerungsbetrag DPUc der Leistungseinheit 42 von der Antriebssteuerungs-ECU 20 an die Antriebssteuerungseinheit 41 übertragen wird, die Antriebssteuerungseinheit 41 die Leistungseinheit 42 basierend auf dem empfangenen Steuerungsbetrag DPUc steuert. Das heißt, ein Anweisen der Antriebssteuerungseinheit 41, um die Leistungseinheit 42 mit dem Steuerungsbetrag DPUc, der durch die Anweisungseinheit 22 hergeleitet wird, anzutreiben, entspricht einem Anweisen der Leistungseinheit 42, das Fahrzeug in Richtung der Sollposition PTr zu fahren.
Weiterhin, wenn der Steuerungsbetrag DSTc des Lenkstellglieds 52 von der Antriebssteuerungs-ECU 20 an die Lenksteuerungseinheit 51 übertragen wird, steuert die Lenksteuerungseinheit 51 das Lenkstellglied 52 basierend auf dem empfangenen Steuerungsbetrag DSTc. Das heißt, ein Anweisen der Lenksteuerungseinheit 51, um das Lenkstellglied 52 mit dem Steuerungsbetrag DSTc, der durch die Anweisungseinheit 22 hergeleitet wird, anzutreiben, entspricht einem Anweisen des Lenkstellglieds 52, das Fahrzeug in Richtung der Sollposition PTr zu fahren.
Als nächstes wird ein Prozess des Herleitens des Bewegungsbereichs RT, der durch die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 durchgeführt wird, beschrieben. In 2 und 3 ist eine „Längsrichtung X“ die Längsrichtung eines Fahrzeugs in dem aktuellen Moment, und ist eine „Querrichtung Y“ die Querrichtung des Fahrzeugs in dem aktuellen Moment.
Die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 führt einen Prozess des Herleitens eines unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs bzw. Drehbewegungsbereichs RTA, der ein Bewegungsbereich ist, in einem Fall, in dem die Kurvenfahrrichtung bzw. Drehrichtung des Fahrzeugs nicht geändert wird und einen Prozess des Herleitens eines bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs bzw. Drehbewegungsbereichs RTB, der ein Bewegungsbereich ist, in einem Fall, in dem das Fahrzeug eine Kurve in eine der rechten Richtung und der linken Richtung des Fahrzeugs macht, und dann das Fahrzeug eine Kurve in die andere Richtung macht, durch. Zusätzlich führt die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 einen Prozess des Auswählens von einem des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB als den Bewegungsbereich RT durch.
Als erstes wird ein Prozess des Herleitens des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA mit Bezug auf 2 (a) und 2 (b) beschrieben.
2 (a) stellt ein Beispiel des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA dar, der in einer Situation hergeleitet wird, in dem ein Fahrzeug 60 geradeaus fährt. Eine rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR, die durch eine durchgezogene Linie in 2 (a) angegeben ist, zeigt ein Ergebnis einer Vorhersage des Kurvenfahrwegs des Fahrzeugs 60, in einem Fall, in dem der Kurvenfahrbetrag des Fahrzeugs 60 in die rechte Richtung maximiert ist, in einem Bereich, in dem das Auftreten eines seitlichen Schleuderns bzw. Rutschens des Fahrzeugs 60 unterdrückt werden kann. Ähnlich zeigt eine linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL, die durch eine durchgezogene Linie in 2 (a) angegeben ist, ein Ergebnis der Vorhersage eines Kurvenfahrwegs des Fahrzeugs 60, in einem Fall, in dem der Kurvenfahrbetrag des Fahrzeugs 60 in die linke Richtung maximiert ist, in einem Bereich, in dem das Auftreten eines seitlichen Schleuderns bzw. Rutschens des Fahrzeugs 60 unterdrückt werden kann. Die rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und die linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL werden entsprechend basierend auf dem Gewicht des Fahrzeugs 60, dem µ-Wert einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug 60 fährt, der Kurvenleistung der Räder 61 des Fahrzeugs 60 und dem Rutschwinkel des Fahrzeugs 61 hergeleitet. Die Kurvenleistung kann basierend auf der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit VS, der Querbeschleunigung Gy, der Gierrate Yr, und ähnlichem des Fahrzeugs 60 hergeleitet werden.
Eine Fahrzeugmittellinie LC, die durch eine einfach gepunktete gestrichelte Linie in 2 (a) angegeben ist, ist eine gerade Linie, die sich in die Längsrichtung X erstreckt und eine Position eines Schwerpunkts 60a des Fahrzeugs durchläuft. In die Querrichtung Y wird die Entfernung zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und die Entfernung zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL größer, wenn das Fahrzeug sich von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt, aber die Mitte zwischen der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL befindet sich auf der Fahrzeugmittellinie LC. Zusätzlich gilt, dass, je kleiner der µ-Wert der Straßenoberfläche ist, desto weniger wahrscheinlich erhöht sich die Entfernung, auch wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt. Weiterhin gilt, dass, je niedriger das Gewicht des Fahrzeugs 60 ist, desto weniger wahrscheinlich erhöht sich die Entfernung, auch wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt. Außerdem gilt, dass, je kleiner die Kurvenleistung ist, desto weniger wahrscheinlich erhöht sich die Entfernung, auch wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt. Des Weiteren gilt, dass, je kleiner der Rutschwinkel der Räder 61 ist, desto weniger wahrscheinlich erhöht sich die Entfernung, auch wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt.
2 (a) stellt eine beschränkte rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL und eine beschränkte linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL dar, als ein Ergebnis einer Vorhersage des Kurvenfahrwegs des Fahrzeugs 60 angesichts des Index Z bezüglich des Fahrkomforts, der durch einen Insassen des Fahrzeugs gefühlt wird. In einem Fall, in dem der Kurvenfahrweg des Fahrzeugs 60 außerhalb einer Region ist, die durch die beschränkte rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL und die beschränkte linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL in der Querrichtung Y umgeben ist, könnte sich der Insasse des Fahrzeugs unwohl fühlen.
Der bewegliche Bereich RT wird basierend auf der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR, der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL, der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL und der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL hergeleitet. Das heißt, eine der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL, die näher zu der Fahrzeugmittellinie LC in der Querrichtung Y ist, wird als die rechte Begrenzungslinie LTRa ausgewählt. Auf ähnliche Weise wird eine der linken Kurvenfahrbegrenzungslinien LTL und der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL, die näher zu der Fahrzeugmittellinie LC in der Querrichtung Y ist, als eine linke Begrenzungslinie LTLa ausgewählt. Die Region zwischen der rechten Begrenzungslinie LTRa und der linken Begrenzungslinie LTLa wird als der bewegliche Bereich RT hergeleitet. Das heißt, in einem Fall, in dem die Region, die durch die rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und die linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL umgeben ist, als der maximale Bewegungsbereich eingestellt ist, und die Region, die durch die beschränkte rechte Begrenzungslinie LTRL und die beschränkte linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL umgeben ist, als der beschränkte Bewegungsbereich eingestellt ist, wird ein engerer des maximalen Bewegungsbereichs und des beschränkten Bewegungsbereichs als der Bewegungsbereich RT ausgewählt.
Es sei angemerkt, dass 2 (a) ein Beispiel eines Falles darstellt, in dem sich die rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR außerhalb der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL in der Querrichtung Y befindet, und sich die linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL außerhalb der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL in der Querrichtung Y befindet. Als ein Ergebnis wird die beschränkte rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL als die rechte Begrenzungslinie LTRa ausgewählt und wird die beschränkte linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL als die linke Begrenzungslinie LTLa ausgewählt. Das heißt, der beschränkte Bewegungsbereich wird als der Bewegungsbereich RT ausgewählt. In Abhängigkeit des Fahrzustandes des Fahrzeugs und des Zustandes der Straßenoberfläche kann sich jedoch die rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR innerhalb der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL in der Querrichtung Y befinden und kann sich die linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL innerhalb der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL in der Querrichtung Y befinden. In diesem Fall wird die rechte Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR als die rechte Begrenzungslinie LTRa ausgewählt und wird die linke Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL als die linke Begrenzungslinie LTLa ausgewählt. Das heißt, der maximale bewegliche Bereich wird als der bewegliche Bereich RT ausgewählt.
2 (b) stellt ein Beispiel des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA dar, der in einer Situation hergeleitet wird, in dem das Fahrzeug 60 durch das Lenken der Räder 61 aufgrund des Antreibens des Lenkstellglieds 52 eine Kurve nach rechts macht. In einem Fall, in dem das Fahrzeug 60 bereits eine Kurve nach rechts gemacht hat, ist es einfach, den Betrag der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 60 in die rechte Richtung zu erhöhen, aber ist es schwierig, dass das Fahrzeug eine Linkskurve macht bzw. das Fahrzeug 60 nach links zu drehen. Folglich, wie in 2 (b) dargestellt ist, wird die Entfernung zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und die Entfernung zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL größer, wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt, aber befindet sich die Mitte zwischen der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL auf der rechten Seite der Fahrzeugmittellinie LC.
In einer Situation, in der das Fahrzeug 60 durch das Lenken der Räder 61 aufgrund des Antreibens des Stellglieds 52 eine Kurve nach links macht, ist es einfach, den Kurvenfahrbetrag des Fahrzeugs 60 in die linke Richtung weiter zu erhöhen, aber ist es schwierig, dass das Fahrzeug eine Rechtskurve macht bzw. das Fahrzeug 60 nach rechts zu drehen. Folglich wird die Entfernung zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der Abstand zwischen der Fahrzeugmittellinie LC und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL größer, wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt, aber befindet sich die Mitte zwischen der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL auf der linken Seite der Fahrzeugmittellinie LC.
Es sei angemerkt, dass die nach außen gerichtete Ausdehnung in die Querrichtung Y der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL und der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL angesichts des Index Z ebenso ähnlich zu der Ausdehnung nach außen in die Querrichtung Y der rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTR und der linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTL ist, wie in 2 (b) dargestellt.
Als nächstes wird der Prozess des Herleitens des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB mit Bezug auf 3 beschrieben. In 3 ist die „Längsrichtung X“ die Längsrichtung des Fahrzeugs 60 in dem aktuellen Moment, und ist die „Querrichtung Y“ die Querrichtung des Fahrzeugs 60 in dem aktuellen Moment.
Eine rechte Begrenzungslinie LTRLb, die in 3 dargestellt ist, ist eine Linie in einem Fall, in dem das Fahrzeug eine Rechtskurve macht und dann eine Linkskurve macht. Der erste Halbabschnitt der rechten Begrenzungslinie LTRLb entspricht einer ersten halben rechten Begrenzungslinie LTRLb1, die durch das gleiche Verfahren wie das der rechten Begrenzungslinie LTRa, die mit Bezug auf 2 beschreiben ist, hergeleitet wird. Der zweite Halbabschnitt der rechten Begrenzungslinie LTRLb entspricht einer zweiten halben rechten Begrenzungslinie LTRLb2, die durch das gleiche Verfahren wie das der linken Begrenzungslinie LTLa, die mit Bezug auf 2 beschrieben ist, hergeleitet wird, unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug 60 an einer Endposition SR der ersten halben rechten Begrenzungslinie LTRLb1 befindet.
Andererseits ist eine linke Begrenzungslinie LTLLb, die in 3 dargestellt ist, eine Linie in einem Fall, in dem das Fahrzeug 60 eine Linkskurve macht und dann eine Rechtskurve macht. Der erste Halbabschnitt der linken Begrenzungslinie LTLLb entspricht einer ersten halben linken Begrenzungslinie LTLLb1, die durch das gleiche Verfahren wie das der linken Begrenzungslinie LTLa, die mit Bezug auf 2 beschrieben ist, hergeleitet wird. Ein zweiter Halbabschnitt der linken Begrenzungslinie LTLLb entspricht einer zweiten halben linken Begrenzungslinie TLLb2, die durch das gleiche Verfahren wie das der rechten Begrenzungslinie LTRa, die mit Bezug auf 2 beschrieben ist, hergeleitet wird, unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug 60 an einer Endposition SL der ersten halben linken Begrenzungslinie LTLLb1 befindet.
Als nächstes wird ein Prozess des Auswählens von einem des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB als der bewegliche Bereich RT mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. Diese Prozessroutine wird durchgeführt, wenn die Herleitung des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB beendet ist.
In dieser Prozessroutine wird in Schritt S 11 ein Punkt, der in dem unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereich RTA enthalten ist, auf dem Sollweg TTL vor dem Bezugsfahrzeug 60 als eine vorübergehende Sollposition PTrA eingestellt. Das heißt, wie in 5 dargestellt ist, wird unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL, der in dem unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereich RTA enthalten ist, ein Punkt, der dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, als die vorübergehende Sollposition PTrA eingestellt.
Zurück zu 4 wird in dem nächsten Schritt S12 der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt. Zum Beispiel wird der Haltungswinkel θ gemäß der Fahrspur des Fahrzeugs 60 als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt. In diesem Fall, wenn die Fahrspur des Fahrzeugs 60 eine gekrümmte Straße ist, wird der Haltungswinkel θ gemäß dem Krümmungsradius der gekrümmten Straße als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt. Das heißt, ein Wert, der von „0 (Null)“ verschieden ist, wird als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt. Andererseits, in einem Fall, in dem die Fahrspur des Fahrzeugs 60 eine gerade Straße ist, wird „0 (Null)“ oder ein Wert nahe zu „0 (Null)“ als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt.
Nachfolgend wird in Schritt S13 bestimmt, ob der Haltungswinkel θ an der vorübergehenden Sollposition PTrA als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt werden kann oder nicht, wenn das Fahrzeug 60 veranlasst wird, zu der vorübergehenden Sollposition PTrA zu fahren, ohne die Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs 60 zu ändern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung unter Verwendung der relationalen Ausdrücke (Formel 1) und (Formel 2) vorgenommen. In dem relationalen Ausdruck (Formel 1), gibt „YTgt“ den Betrag eines seitlichen Versatzes an, der der Betrag des Versatzes in die Querrichtung Y zwischen der momentanen Position des Fahrzeugs 60 und der vorübergehenden Sollposition PTrA ist. „XTgt“ gibt den Betrag eines Längsversatzes an, der der Betrag des Versatzes in die Längsrichtung X zwischen der momentanen Position des Fahrzeugs 60 und der vorübergehenden Sollposition PTrA ist. $α = arctan (YTgt/XTgt)$
$| θ Tgt | \geq 2 α$
In einem Fall, in dem das Produkt des berechneten Winkels α, der der Winkel ist, der unter Verwendung des relationalen Ausdrucks (Formel 1) berechnet wird, und „2“ gleich oder kleiner als der Absolutwert des Sollhaltungswinkels θTgt ist, wird bestimmt, dass der Haltungswinkel θ an der vorübergehenden Sollposition PTrA als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt werden kann, wenn das Fahrzeug 60 veranlasst wird, zu der vorübergehenden Sollposition PTrA zu fahren, ohne die Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs 60 zu ändern. Andererseits, in einem Fall, in dem das Produkt des berechneten Winkels α und „2“ größer als der Absolutwert des Sollhaltungswinkels θTgt ist, wird nicht bestimmt, dass der Haltungswinkel θ an der vorübergehenden Sollposition PTrA als der Sollhaltungswinkel θTgt eingestellt werden kann. Folglich, in einem Fall, in dem das Produkt des berechneten Winkels α und „2“ gleich oder kleiner als der Absolutwert des Sollhaltungswinkels θTgt ist (Schritt S13: JA), geht der Prozess über zu dem nächsten Schritt S14. In Schritt S14 wird der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA als der Bewegungsbereich RT ausgewählt. Dann wird diese Routine beendet. Andererseits, in einem Fall, in dem das Produkt des berechneten Winkels α und „2“ größer als der Absolutwert des Sollhaltungswinkels θTgt ist (Schritt S13: NEIN), geht der Prozess über zu dem nächsten Schritt S15. In Schritt S15 wird der bidirektionale Bewegungsbereich RTB als der Bewegungsbereich RT eingestellt. Dann wird diese Prozessroutine beendet. Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird einer des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB als der Bewegungsbereich RT ausgewählt, basierend auf der momentanen Position des Fahrzeugs, der vorübergehenden Sollposition PTrA und dem Sollhaltungswinkel θTgt.
Als nächstes wird ein Prozess, der durch die Solleinstellungseinheit 14 durchgeführt wird, wenn die Solleinstellungseinheit 14 die Sollposition PTr basierend auf dem beweglichen Bereich RT einstellt, mit Bezug auf 5 beschrieben.
Wie in 5 dargestellt ist, wird ein Punkt, der in dem beweglichen Bereich RT umfasst ist, auf dem Sollweg TTL vor dem Fahrzeug 60 als die Sollposition PTr eingestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL, die in dem beweglichen Bereich RT enthalten ist, ein Punkt, der zu dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, als die Sollposition PTr eingestellt. Dann wird der Prozess des Einstellens der Sollposition PTr beendet.
Es sei angemerkt, dass 5 ein Beispiel eines Falls darstellt, in dem der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA als der Bewegungsbereich RT ausgewählt ist. Die Einstellung der Sollposition PTr in einem Fall, in dem der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB als der bewegliche Bereich RT ausgewählt wird, ist ähnlich zu der in einem Fall, in dem der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA als der Bewegungsbereich RT ausgewählt wird.
Dann, wenn die Sollposition PTr ausgewählt ist, überträgt die Fahrplanerzeugungs-ECU 10 die Sollposition PTr und den Sollhaltungswinkel θTgt an die Fahrsteuerungs-ECU 20. Gleichzeitig werden ebenso Informationen dahingehend, ob der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA oder der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB als der Bewegungsbereich RT ausgewählt wurde, an die Fahrsteuerungs-ECU 20 übertragen.
Als nächstes wird ein Prozess, der durch die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 durchgeführt wird, wenn die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 die Sollfahrroute TTR herleitet, beschrieben.
Wenn die Fahrsteuerungs-ECU 20 die Sollposition PTr und den Sollhaltungswinkel θTgt von der Fahrplanerzeugungs-ECU 10 empfängt, leitet die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 die Sollfahrroute TTR her. Gleichzeitig wird eine Route, bei der der Haltungswinkel θ, wenn das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht, gleich dem Sollhaltungswinkel θTgt ist, als die Sollfahrroute TTR hergeleitet. Speziell wird die Sollfahrroute TTR basierend darauf hergeleitet, ob der Bewegungsbereich RT, der zur Zeit des Einstellens der Sollposition PTr ausgewählt ist, der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA oder der bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereich RTP ist. Wenn der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA ausgewählt ist, wird eine Route, bei der sich die Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs 60 nicht ändert, bis das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht, als die Sollfahrroute TRR hergeleitet. Andererseits, wenn der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB ausgewählt ist, wird eine Route, bei der die Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs 60 wechselt, bevor das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht hat, als die Sollfahrroute TTR hergeleitet. Wenn die Sollfahrroute TTR auf diese Weise hergeleitet ist, wird der Prozess des Herleitens der Sollfahrroute TTR beendet.
Operationen und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden beschrieben.

(1) Auf dem Sollweg TTL wird ein Punkt, den das Fahrzeug 60 durch Antreiben der Stellglieder 32, 42 und 52 erreichen kann, als die Sollposition PTr eingestellt. Das heißt, ein Punkt, den das Fahrzeug 60 nicht erreichen kann, auch wenn die Stellglieder 32, 42 und 52 maximal angetrieben werden, wird nicht als die Sollposition PTr eingestellt. Folglich ist es beim Eliminieren der Abweichung des Fahrzeugs 60 von dem Sollweg TTL möglich, zu verhindern, dass das Fahrzeug 60 aufgefordert wird, jenseits des Bewegungsbereichs des Fahrzeugs 60 zu fahren.
(2) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Bewegungsbereich RT angesichts des Fahrzustandes des Fahrzeugs 60 hergeleitet. In einem Fall zum Beispiel, in dem das Fahrzeug 60 eine Rechtskurve macht bzw. sich nach rechts dreht, wird der Bewegungsbereich RT, der sich stark auf die rechte Seite des Fahrzeugs 60 erstreckt, aber sich nicht so stark auf die linke Seite des Fahrzeugs 60 erstreckt, hergeleitet. Auf dem Sollweg TTL wird ein Punkt, der in solch einem Bewegungsbereich RT enthalten ist, als die Sollposition PTr eingestellt. Das heißt, es ist möglich, einen Effekt des Verhinderns, dass ein Punkt auf dem Sollweg TTL, den das Fahrzeug 60 nicht erreichen kann, auch wenn die Stellglieder 32, 42 und 52 angetrieben werden, als die Sollposition PTr eingestellt wird, zu verbessern.
(3) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Bewegungsbereich RT ebenso angesichts des Zustandes der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug 60 fährt, hergeleitet. Zum Beispiel wird der Bewegungsbereich RT, der sich nicht so sehr in die linke und rechte Richtung des Fahrzeugs 60 erstreckt, hergeleitet, wenn der µ-Wert der Straßenoberfläche kleiner ist. Auf dem Sollweg TTL wird ein Punkt, der in solch einem Bewegungsbereich RT enthalten ist, als die Sollposition PTr eingestellt. Das heißt, es ist möglich, einen Effekt zu verbessern, dass verhindert wird, dass ein Punkt auf dem Sollweg TTL, den das Fahrzeug 60 nicht erreichen kann, auch wenn die Stellglieder 32, 42 und 52 angetrieben werden, als die Sollposition PTr eingestellt wird.
(4) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Bewegungsbereich RT angesichts des Index Z hergeleitet. Der Index Z ist ein numerischer Wert des Fahrkomforts, der durch den Insassen des Fahrzeugs gefühlt wird. Auf dem Sollweg TTL wird ein Punkt, der in solch einem Bewegungsbereich RT enthalten ist, als die Sollposition PTr eingestellt und wird die Fahrt des Fahrzeugs 60 in Richtung der Sollposition PTr gesteuert. Folglich, wenn das Fahrzeug 60 veranlasst wird, zu der Sollposition PTr zu fahren, ist es möglich, eine plötzliche Änderung in der Bewegungsgröße des Fahrzeugs zu unterdrücken. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Unbehagen, das durch den Insassen des Fahrzeugs 60 gefühlt wird, zu verhindern, wenn das Fahrzeug 60 veranlasst wird, in Richtung der Sollposition PTr zu fahren.
(5) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA und der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB hergeleitet. Angesichts des Sollhaltungswinkels θTgt wird einer des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTA und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs RTB dann als der Bewegungsbereich RTA ausgewählt und auf dem Sollweg TTL wird ein Punkt, der in solch einem Bewegungsbereich RT enthalten ist, als die Sollposition PTr eingestellt. Die Sollfahrroute TTR zu der Sollposition PTr wird dann hergeleitet. Gleichzeitig wird die Sollfahrroute TTR angesichts dessen hergeleitet, ob der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA oder der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB als der Bewegungsbereich RT ausgewählt ist. Das Fahrzeug 60 fährt dann entlang der Sollfahrroute TTR. Als ein Ergebnis, wenn das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht, kann der Haltungswinkel θ im Wesentlichen gleich zu dem Sollhaltungswinkel θTgt gemacht werden. Folglich, nachdem das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL abweicht.

(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug mit Bezug auf 6 beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel ist von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend verschieden, dass eine Herleitung des Bewegungsbereichs RT und eine Einstellung der Sollposition PTr durch eine Fahrsteuerungs-ECU durchgeführt werden. Deshalb werden hauptsächlich die Abschnitte, die von denen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden sind, in der folgenden Beschreibung beschrieben und sind die gleichen Bezugszeichen zu den gleichen oder entsprechenden Bestandteilen wie denen des ersten Ausführungsbeispiels zugewiesen, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 6 dargestellt ist, umfasst eine Fahrsteuerungseinrichtung 100A eine Fahrplanerzeugungs-ECU 10A als eine erste elektronische Steuerungseinrichtung und eine Fahrsteuerungs-ECU 20A als eine zweite elektronische Steuerungseinrichtung. Die Fahrplanerzeugungs-ECU 10A umfasst die Sollwegerzeugungseinheit 11 als eine funktionale Einheit. Die Fahrplanerzeugungs-ECU 10A bestimmt, ob das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL, der durch Sollwegerzeugungseinheit 11 erzeugt wird, abweicht oder nicht. Dann, wenn bestimmt ist, dass das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL abweicht, überträgt die Fahrplanerzeugungs-ECU 10A die Tatsache an die Fahrsteuerungs-ECU 20.
Die Fahrsteuerungs-ECU 20A umfasst als funktionale Einheiten die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13, eine Wegspeichereinheit 25, die Solleinstellungseinheit 14, die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21, die Anweisungseinheit 22 und die Bremssteuerungseinheit 23.
Die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 leitet den Bewegungsbereich RT auf ähnliche Weise wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels her. Die Fahrsteuerungs-ECU 20A weist ebenso eine Funktion des Steuerns des Bremssteuerglieds 32 auf. Folglich erfasst die Fahrsteuerungs-ECU 20A die Bewegungsgröße eines Fahrzeugs, wie etwa die Gierrate Yr und die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs 60, die Kurvenleistung der Räder 61 und den Rutschwinkel der Räder 61 und erfasst ebenso Informationen über die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug 60 fährt. Als ein Ergebnis leitet die Bewegungsherleitungseinheit 13 den Bewegungsbereich RT basierend auf der Bewegungsgröße des Fahrzeugs und den Informationen über die Straßenoberfläche, die durch die Fahrsteuerungs-ECU 20A erfasst werden, und die Antriebsbeträge DBP, DPU und DST der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 her.
Die Wegspeichereinheit 25 speichert den Sollweg TTL, der durch die Fahrsteuerungs-ECU 20A empfangen wird.
Wenn die Solleinstellungseinheit 14 die Bestimmung, dass das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL abweicht, von der Fahrplanerzeugungs-ECU 10A nicht empfängt, stellt die Solleinstellungseinheit 14 als die Sollposition PTr einen Punkt ein, der auf dem Sollweg TTL vor der momentanen Position des Fahrzeugs 60 zu dem Fahrzeug 60 am nächsten ist. Andererseits, wenn die Solleinstellungseinheit 14 die Bestimmung, dass das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL abweicht, von der Fahrplanerzeugungs-ECU 10A empfängt, stellt die Solleinstellungseinheit 14 als die Sollposition PTr einen Punkt, der in dem Bewegungsbereich RT, der durch die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 hergeleitet wird, umfasst ist, auf dem Sollweg TTL vor der momentanen Position des Fahrzeugs 60 ein. Es sei angemerkt, dass der Sollweg TTL, der verwendet wird, um die Sollposition PTr einzustellen, die aktuellste bzw. letzte Version des Sollwegs TTL ist, der in der Wegspeichereinheit 25 gespeichert ist.
Die Solleinstellungseinheit 14 stellt ebenso den Sollhaltungswinkel θTgt ein, der ein Ziel bzw. Sollwert des Haltungswinkels des Fahrzeugs 60 ist, wenn das Fahrzeug 60 die Sollposition PTr erreicht.
Wenn die Sollposition PTr durch die Solleinstellungseinheit 14 eingestellt ist, leitet die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 eine Route, um das Fahrzeug 60 zu veranlassen, zu der Sollposition PTr zu fahren, als die Sollfahrroute TTR her. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel leitet die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 die Steuerungsbeträgt DBPc, DPUc und DSTc der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 her.
Wie in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel weist die Anweisungseinheit 22 die verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 an, das Fahrzeug 60 in Richtung der Sollposition PTr zu fahren.
Wie in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel steuert die Bremssteuerungseinheit 23 das Bremsstellglied 32 basierend auf dem Steuerungsbetrag DBPc, der durch die Anweisungseinheit 22 hergeleitet wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können Operationen und Effekte erhalten werden, die äquivalent zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind.
(Modifikationen)
Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann wie folgt modifiziert werden. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und die folgenden Modifikationen können in Kombination miteinander implementiert werden, solange diese sich nicht technisch widersprechen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel leitet die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 den Bewegungsbereich RT basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs, dem Zustand der Straßenoberfläche, dem Antriebszustand der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 und dem Index Z bezüglich des Fahrkomforts, der durch den Insassen des Fahrzeugs gefühlt wird, her. Der Fahrzustand des Fahrzeugs, der Zustand der Straßenoberfläche, und der Antriebszustand der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52 basieren auf Informationen, die von der Antriebssteuerungs-ECU 20 empfangen werden. Als ein Ergebnis sind der Fahrzustand des Fahrzeugs, der Zustand der Straßenoberfläche und der Antriebszustand der verschiedenen Stellglieder 32, 42 und 52, die zum Herleiten des Bewegungsbereichs RT verwendet werden, Zustände vor den vorliegenden Zuständen, um eine Zeit, die für die Kommunikation erforderlich ist. Folglich kann die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 den Bewegungsbereich RT angesichts der Zeit, die für eine Kommunikation erforderlich ist, herleiten.
7 stellt ein Beispiel des Bewegungsbereichs RT dar, der angesichts der Zeit, die für eine Kommunikation erforderlich ist, hergeleitet wird. Eine Zeit TM, die für die Kommunikation erforderlich ist, ist im Voraus bekannt. Die Position des Fahrzeugs 60 zu dem Zeitpunkt, wenn die Zeit TM abgelaufen ist, wird vorhergesagt, und die rechte Begrenzungslinie LTRa und die linke Begrenzungslinie LTLa werden unter Verwendung der Position als eine Referenz hergeleitet. Es sei angemerkt, dass ein Fahrzeug 60A, das durch eine zweifach gepunktete gestrichelte Linie in 7 angegeben ist, der vorhergesagten Position des Fahrzeugs 60 entspricht, nachdem die Zeit TM abläuft. Auf diese Weise kann die Region, die durch die rechte Begrenzungslinie LTRa und die linke Begrenzungslinie LTLa umgeben ist, als der bewegliche Bereich RT hergeleitet werden, angesichts der Zeit TM, die für eine Kommunikation erforderlich ist. Durch Einstellen eines Punkts auf dem Sollweg TTL, der in dem Bewegungsbereich RT enthalten ist, als die Sollposition PTr, ist es möglich, den Effekt des Verhinderns, dass das Fahrzeug 60 aufgefordert wird, jenseits des Bewegungsbereichs des Fahrzeugs 60 zu fahren, weiter zu verbessern.
In jedem Ausführungsbeispiel wird, ob der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA oder der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTB als Bewegungsbereich RT ausgewählt wird, unter Verwendung der relationalen Ausdrücke (Formel 1) und (Formel 2) bestimmt. Jedoch kann die Auswahl unter Verwendung eines anderen Verfahrens durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Auswahl basierend auf der Form des Sollwegs TTL durchgeführt werden. In diesem Fall kann der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich RTA als der Bewegungsbereich RT ausgewählt werden, wenn der Sollweg TTL gekrümmt ist, und kann der bidirektionale Bewegungsbereich RTB als der Bewegungsbereich RT ausgewählt werden, wenn der Sollweg TTL nicht gekrümmt ist.
Der Index Z kann variiert werden. In einem Fall zum Beispiel, in dem ein Hindernis um das Fahrzeug 60 herum vorhanden ist, kann der Index Z kleiner gemacht werden als ein einem Fall, in dem es kein Hindernis gibt. Zusätzlich kann der Index Z kleiner gemacht werden, wenn die Anzahl von Hindernissen, die in das Fahrzeug 60 herum vorhanden sind, größer ist. Weiterhin kann der Index Z kleiner gemacht werden, wenn die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 60 und dem Hindernis kürzer ist. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass je kleiner der Index Z ist, desto einfacher wird die Entfernung zwischen der beschränkten rechten Kurvenfahrbegrenzungslinie LTRL und der beschränkten linken Kurvenfahrbegrenzungslinie LTLL erhöht, wenn sich das Fahrzeug 60 von der momentanen Position in die Längsrichtung X wegbewegt.
Wenn es notwendig ist, eine Kollision zwischen einem Hindernis und dem Fahrzeug 60 zu vermeiden, kann der Bewegungsbereich RT ohne Widerspiegeln des Index Z hergeleitet werden.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL, die in dem unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereich RTA enthalten sind, ein Punkt, der zu dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, als die vorübergehende Sollposition PTrA ausgewählt. Jedoch kann ein anderer Punkt als der Punkt, der zu dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, als die vorübergehende Sollposition PTrA ausgewählt werden.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird zur Zeit des Herleitens der Sollposition PTr ein Punkt, der zu dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, unter einer Vielzahl von Punkten auf dem Sollweg TTL, die in dem Bewegungsbereich RT enthalten sind, als die Sollposition PTr ausgewählt. Jedoch kann ein anderer Punkt als der Punkt, der zu dem Fahrzeug 60 in der Längsrichtung X am nächsten ist, als die Sollposition PTr eingestellt werden.
Die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 kann in der Fahrsteuerungs-ECU bereitgestellt sein, und die Solleinstellungseinheit 14 kann in der Fahrplanerzeugungs-ECU bereitgestellt sein. In diesem Fall, wenn der Bewegungsbereich RT durch die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13 hergeleitet wird, wird der Bewegungsbereich RT an die Fahrplanerzeugungs-ECU übertragen. Wenn die Solleinstellungseinheit 14 bestimmt, dass das Fahrzeug 60 von dem Sollweg TTL abweicht, wird die Sollposition PTr basierend auf dem empfangenen Bewegungsbereich RT eingestellt.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele weist die Fahrsteuerungs-ECU ebenso eine Funktion des Steuerns des Bremsstellglieds 32 auf. Jedoch kann die Bremssteuerungseinheit 23 in einer elektronischen Steuerungseinheit, die von der Fahrsteuerungs-ECU verschieden ist, bereitgestellt werden.
Die Sollwegerzeugungseinheit 11, die Bewegungsbereichsherleitungseinheit 13, die Solleinstellungseinheit 14, die Steuerungsbetragsherleitungseinheit 21 und die Anweisungseinheit 22 können in einer elektronischen Steuerungseinrichtung bereitgestellt sein.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst die Fahrsteuerungseinrichtung zwei elektronische Steuerungseinrichtungen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt und die Fahrsteuerungseinrichtung kann drei oder mehr elektronische Steuerungseinrichtungen aufweisen.
Als nächstes werden die technischen Ideen, die von den vorstehenden Ausführungsbeispielen und den Modifikationen erfasst werden können, beschrieben.

(A) Vorzugsweise leitet die Bewegungsbereichsherleitungseinheit einen maximalen Bewegungsbereich her, basierend auf zumindest einem Fahrzustand des Fahrzeugs unter dem Fahrzustand des Fahrzeugs und einem Zustand einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, leitet einen beschränkten Bewegungsbereich basierend auf einem Index bezüglich eines Fahrkomforts, der durch einen Insassen des Fahrzeugs gefühlt wird, her und stellt den engeren des maximalen Bewegungsbereichs und des beschränkten Bewegungsbereichs als dem Bewegungsbereich ein.
(B) Vorzugsweise weist die Anweisungseinheit das Stellglieds an, das Fahrzeug zu fahren bzw. anzutreiben, um eine Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs nicht zu ändern, wenn der unidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich als der Bewegungsbereich ausgewählt ist, und weist das Stellglied an, das Fahrzeug zu fahren bzw. anzutreiben, um eine Kurvenfahrt in eine einer rechten Richtung und einer linken Richtung des Fahrzeugs durchzuführen, und dann eine Kurvenfahrt in eine andere Richtung durchzuführen, wenn der bidirektionale Kurvenfahrbewegungsbereich als der Bewegungsbereich ausgewählt ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018131042 A [0004]

Claims

Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug, die eine Abweichung eines Fahrzeugs von einem Sollweg durch Antreiben eines Stellglieds des Fahrzeugs eliminiert, wenn das Fahrzeug von dem Sollweg abweicht, wobei die Steuerungseinrichtung für ein Fahrzeug aufweist: eine Bewegungsbereichsherleitungseinheit, die einen Bewegungsbereich, der ein Bereich ist, den das Fahrzeug durch Antreiben des Stellglieds erreichen kann, basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs herleitet; eine Solleinstellungseinheit, die einen Punkt, der in dem Bewegungsbereich auf dem Sollweg enthalten ist, als eine Sollposition einstellt; und eine Anweisungseinheit, die das Stellglied anweist, das Fahrzeug in Richtung der Sollposition zu fahren.
Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungsbereichsherleitungseinheit den Bewegungsbereich basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs als ein Ergebnis des Antreibens des Stellglieds, einem Zustand einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, und einem Index bezüglich eines Fahrkomforts, der durch einen Insassen des Fahrzeugs gefühlt wird, herleitet.
Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in einem Fall, in dem ein Sollwert eines Haltungswinkels des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug die Sollposition erreicht, als ein Sollhaltungswinkel eingestellt ist, die Bewegungsbereichsherleitungseinheit durchführt einen Prozess des Herleitens eines unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs, der ein Bewegungsbereich ist, in einem Fall, in dem eine Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs nicht geändert wird, einen Prozess des Herleitens eines bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs, der ein Bewegungsbereich ist, in einem Fall, in dem das Fahrzeug eine Kurvenfahrt in eine einer rechten Richtung und einer linken Richtung des Fahrzeugs durchführt und dann eine Kurvenfahrt in eine andere Richtung durchführt, und einen Prozess des Auswählens von einem des unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs und des bidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereichs als den Bewegungsbereich, basierend auf einer momentanen Position des Fahrzeugs, der vorübergehenden Sollposition und dem Sollhaltungswinkel, wobei die vorübergehende Sollposition als ein Punkt auf dem Sollweg eingestellt ist, der in dem unidirektionalen Kurvenfahrbewegungsbereich enthalten ist, und die Anweisungseinheit das Stellglied anweist, das Fahrzeug in Richtung der Sollposition zu fahren, und einen Haltungswinkel des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug die Sollposition erreicht, als den Sollhaltungswinkel einzustellen.
Fahrsteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrsteuerungseinrichtung eine Vielzahl von elektronischen Steuerungseinrichtungen aufweist, die dazu in der Lage sind, Informationen zueinander zu übertragen und voneinander zu empfangen, und unter der Vielzahl von elektronischen Steuerungseinrichtungen, eine erste elektronische Steuereinrichtung die Solleinstellungseinheit und die Bewegungsbereichseinstellungseinheit umfasst, und eine zweite elektronische Steuerungseinrichtung die Anweisungsanweisung umfasst, und die Bewegungsbereichsherleitungseinheit den Bewegungsbereich angesichts der Zeit, die für eine Übertragung und einen Empfang von Informationen zwischen der zweiten elektronischen Steuerungseinrichtung und der ersten elektronischen Steuerungseinrichtung erforderlich ist, herleitet.